JVM学习记录二——类和类加载器子系统

跟随宋红康老师学习JVM的学习笔记

类加载器子系统的作用

• 类加载器子系统负责从文件系统或者网络中加载Class文件，class文件在文件开头有特定的标识。
• 类加载器只负责class文件的加载，对于是否可以执行，则交给执行引擎来决定。
• 加载类的信息存放在方法区的内存空间中，除了存在类的信息，还会存放常量池信息、字符串字面量和数字常量。

类加载器子系统

加载（Loading）

1. 通过一个类的全类名获取此类的二进制字节流。
2. 将字节流所代表的静态存储结构转化为方法去运行时的数据结构。
3. 在内存中生成一个代表这个类的java.lang.Class对象，作为方法区这个类的访问入口。

链接（Linking）

1. 验证（Verify）

   确保被加载的Class文件符合虚拟机的要求，保证类加载的正确性。

   主要包括四种验证，文件格式验证、元数据验证、字节码验证、符号引用验证。

2. 准备（Prepare）

   为类变量分配内存并且赋上初始值——零值。被final修饰的static变量不会被赋初始值，因为在编译时就被分配值了。

3. 解析（Resolve）

   将常量池的符号引用转换为直接引用。类在执行过程中会加载很多的类，例如Object类，用符号引用引用相关的类。

初始化（Initialization）

1. 初始化阶段就是执行类构造器方法()的过程。（class-init—>clinit）clinit是自动生成的。会将类变量初始化和静态代码块初始化合并。收集顺序由语句在源文件中出现的顺序决定。父类先加载。
2. 虚拟机必须保证一个类的clinit方法在多线程下被同步加锁。

类加载器的分类

1. 引导类加载器（启动类加载器）非Java语言编写，使用C/C++编写

   主要用于加载Java的核心类库，没有父加载器。

2. 自定义类加载器（扩展类加载器+用户自定义类加载器）

   ​ 对于用户自定义类来说，默认使用系统类加载器（应用程序类加载器）进行加载。String类使用的是引导类加载器进行加载。——>Java核心类库都是用引导类加载器加载。

    - 扩展类加载器：父类为启动类加载器
   
    - 应用程序类加载器（系统类加载器）：父类为扩展类加载器，该类是程序中默认的类加载器。
   
    - 用户自定义类加载器：隔离加载器、修改类加载方式、扩展加载源、防止源码泄露。
   
    	 *自定义类加载器的步骤：①继承ClassLoader类  ②重写findClass()方法
   

*双亲委派机制

​ Java虚拟机对Class文件采用按需加载的方式，加载某个类class文件时，JVM采用的是双亲委派机制，把能否加载这个类的操作交给父加载器处理。

1. 如果一个类加载器收到了类加载的请求，它自己并不会先加载，而是交给父类加载器去加载。

2. 如果父类加载器还存在父类加载器，则继续向上，直到最上层引导类加载器。

3. 如果父加载器可以完成该类的加载，就成功返回，如果父类加载器无法完成加载任务，子类加载器才会自己加载。

   举例：自定义String类，并编写main方法执行
   执行main方法后会报错，错误中指明未找到main方法，因为Java中的类加载是采用双亲委派机制，我们自己编写的String类的应用程序类加载器收到加载的请求后，会将加载任务向上委托，委托给父类加载器扩展类加载器，但是扩展类加载器不能加载此类，则继续向上委托加载任务给引导类加载器，引导类加载器发现可以加载此类，但是String是Java核心类库中的类，不存在main方法，故报错。

   双亲委派机制的优势

    1. 防止加载相同的类
    2. 防止Java核心API被篡改、破坏
   

   沙箱安全机制

    自定义String类，会率先使用启动类加载器加载，对Java核心API代码的保护。
   

其他

​ 如果一个类是由用户类加载器加载的，则JVM会讲这个类加载器的引用保存在方法区中。

类的主动使用和被动使用

区别：会不会导致类的初始化

1. 主动使用（可初始化）
   • 创建类的实例
   • 访问某个类或接口的静态变量
   • 反射
   • 初始化一个子类
2. 被动使用（不可初始化）
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   @阿斯加德王妃再此LOVE YOU